Мокрая газоочистка

Это очистка выбросов от инертных примесей мокрыми методами.

Достоинства – простота, низкая стоимость, эффективность очистки 90%, удаляют мелкие частицы диаметром 0.5 мкм, способны удалять не только твердые, но и газообразные примеси (кислотные и щелочные), удаляют взрывоопасные и горячие газы. Недостаток – загрязняют воду.

Принцип действия мокрых пылеуловителей основан на тесном контакте запыленного газа с жидкостью. В результате этого образуется межфазная поверхность контакта. Это могут быть пузырьки воздуха, струи воздуха, капли воды, жидкостная плёнка. Используются силы инерции движущихся частиц пыли, центробежные силы и утяжеление частиц в результате коагуляции. Орошающая жидкость – вода – из-за низкой стоимости и нетоксичности. Существует 8 типов методов мокрой очистки (по межфазной поверхности контакта и силам действия).

Полый форсуночный скруббер.

Скруббер – устройство, позволяющее улавливать твёрдые или газообразные примеси из воздуха, в результате пропускания загрязненного воздуха через распыляемую жидкость.

очищенный воздух

30 м

вода

Загрязнённый воздух

вода со шламом

Инерционный принцип действия. Пыль не успевает изменить своё направление. Поверхность контакта – капельки. Воздух сильно влажный поэтому ставят брызгоуловитель 3. 1 – камера. 2 – форсунки. Диаметр улавливаемых частиц более 100 мкм. Эффективность очистки 75%.

Ударный инерционный скруббер. Сила удара твёрдых частиц и сила инерции.

Скруббер Дойля.

Очищенный газ

вода

Загрязненная вода

1 – конус раздваивающийся к концу для увеличения скорости движения газа (35 – 50 м/c). 3 – перегородка. Газ подаётся в резервуар, наполненный водой с наклоном для самотока воды. Воздух, с высокой скоростью ударяясь о поверхность воды, разбрызгивает её. Процесс перемешивания. Капельки воды – 300 – 400 мкм. Частички пыли обладая инерцией оседают на капельках воды сталкиваясь с ними. Используется ударный механизм и инерционно - турбулентный (перемешивание и оседание). Во второй половине камеры используется инерционный метод очистки за счёт 2х перегородок.

Очищенный воздух

Скруббер Вентури:

До 30 м/с

Вода + шлам

вода

Скоростной, но дорогой. Эффективность 90 – 98%. Скорость 0.3 – 1 л/мин.

1 – труба Вентуре. 3 – каплеуловитель. Сужение в трубе приводит к увеличению скорости воздуха до 120 м/c. 2 – регулятор сужения. При прохождении воды через сужение возникают завихрения и турбулентные потоки. Механизм – инерционно – турбулентный. Частицы пыли осаждаются на поверхности капелек. Утяжелённые капли уходят вниз, а воздух вверх через брызгоуловитель.

Защита выбросов от токсичных газообразных веществ.

Газоочистка – удаление примесей из воздушного потока.

Абсорбция это растворение примесей в жидкости (вода – часто из-за низкой стоимости и нетоксичности, очистка от углеводородов – используется масло).

Процесс происходит во всём объеме жидкости. Не образуется нового вещества. Ионо-электростатические силы. Чтобы правильно подобрать жидкость необходимо знать растворимость. Все вещества по отношению к воде делятся на:

хорошо растворимые – это вещества которые растворяются более чем на 10% (фтор, хлор, водород, аммиак) плохо растворимые – менее чем на 0.1 % (кислород, СО)

среднерастворимые – 0.1 – 1 % (диоксиды серы и азота)

Регенерация жидкости (удаление загрязняющего вещества) - регенерация абсорбента. Аппарат – скруббер.

Схема 2х секционного абсорбера:

Очищенный газ

Вода

Вода- абсорбент

Отработанный абсорбент

Отработанный абсорбент

Корпус абсорбера 1 имеет 2 секции. Нижняя часть 3 - форсуночный скруббер, верхняя часть – тарелка с переливом – барботажный скруббер.

В нижнюю часть камеры подаётся загрязненныё газ. Очистка идёт в противотоке, потому неэффективна. Верхняя часть – тарелка 4 наклонена, в ней есть маленькие отверстия (2-4 мм). Загрязнённый газ, частично очищенный, с большой скоростью – 10 – 13 м/с проходит через тарелку, на поверхность которой подаётся чистая вода. Образуется слой пены 5 за счёт процесса перемешивания и абсорбции. Слой жидкости 25 мм.. слой пены – 100 мм. Таким образом, увеличивается объём очищения в 4 раза. Очищенный газ проходит через брызгоулавитель 6, отсеивающий капельки, и выходит в верхнюю часть устройства.

Загрязнённую воду подаём в десорбер. Разделяем аммиак и воду (подогреваем, аммиак выходит в конденсат и направляется в другое производство)

Адсорбция – процесс избирательного поглощения газовой смеси твёрдыми или жидкими веществами. Физическая адсорбция – молекулы примеси не взаимодействуют с адсорбентом, а удерживаются на поверхности за счёт электростатических сил, так же есть химическая адсорбция. Концентрирование везества на границе раздела фаз. Адсорбционная способность может быть исчерпана – на неё влияют количество примесей, температура и давление. С увеличением температуры или уменьшением давления молекулы начинают отделятся от адсорбента. Это важно при регенерации адсорбента. На производстве используют активированный уголь, который обжигают в камере без кислорода для выжигания адсорбционных каналов. Адсорбент должен обладать хорошей адсорбционной способностью и удерживать газ долго на поверхности, иметь низкую стоимость, обладать селективностью (удерживать только требуемый газ), быть химически инертным и механически прочным. Используют силикагели и алюмосиликаты т.к. угольная крошка не прочна. SiO2*nH2O, Al2O3*nSiO2*H2O.

Схема адсорбера:

Очищенный газ

абгаз

Горячий газ

Циклический адсорбер с горизонтальными полочками. Процесс осуществляется циклами с последовательными операциями. Адсорбент мы не удаляем из аппарата. В корпусе 1 размещены полочки с адсорбентом 2 на перфорированном материале 3. воздух проходит через слой адсорбента и выходит через патрубки. Регенерация адсорбента: краны закрываются, и в нижнюю часть камеры подводится теплоноситель (газ с высокой температурой). Продуваем малое количество горячего воздуха через адсорбент и собираем горячий газ с загрязнённым газом в конденсатор 4. получается так же загрязнённый газ, но меньшего объёма.

Окислительно-восстановительные процессы – удаление газообразных примесей из воздуха – термические или каталитические методы. Это дорогие методы и их используют только для плохорастворимых в воде и плохоудерживаемых на поверхности адсорбента вещёств например СО. Направление:

превратить в безвредные вещества (углеводороды, спирты сгорают и превращаются в СО₂ и H₂O)

превращение примесей в ценные продукты в результате реакции окисления (SO₂ в H₂SO₄)

Восстановление примесей в ценные продукты (SO₂ в S Сера используется в шинной и резиновой промышленности)

Разложение примесей до безвредных продуктов (понижение класса опасности на 1).

2 метода

1. Прямого дожигания примеси

2СО + О₂ = 2СО₂. реакция идёт при высокой температуре или температуре + катализатор.

СН4

воздух

СО

СО2

вода

Температура в камере 1 больше 900 – 1000 С. Чтобы создать высокую температуру вводят горючий газ – метан и воздух. При помощи запаянной свечи 2 поджигаем смесь. 3 – теплообменник, утилизатор с наполнителем – воздух или вода, которые потом направляются на отопление производства. Недостаток

дорогой процесс т.к. требует высоких температур и аппарат быстро выходит из строя, поэтому его применяют только при концентрации СО 10-15%

могут образовываться новые ЗВ – оксид азота.

2. Метод каталитического окисления.

Преимущества:

процесс идёт при более низких температурах 350 – 400 С.

процесс идёт более быстро

не образуется побочных продуктов.

Используем структуру с большой поверхностью межфазного контакта – подложка в виде пчелиных сот, покрытая благородными металлами – катализаторами.

Газ очищенный

СН4

абгаз

Камера 1 разделена на 2 части перегородкой 3. подаём воздух с СО (даже малой концентрации) в первую часть камеры и подогреваем метаном горелкой 2. за счёт перепада давления, создаваемого вентилятором 5 воздух засасывается во 2ю часть камеры и проходит через сотовидный катализатор 4. происходит реакция с выделением СО2